PERSPEKTİF 9. Sayı (Temmuz Ağustos 2006)

Gazlaştırma yöntemi; katı ve sıvı yakıtları ısı, elektrik veya H2 (hidrojen), metanol, sentetik doğal gaz gibi kimyasal maddelerin üretilmesinde kullanılan yanıcı bir gaza (yapay gaz-sentetik gaz) dönüştüren kimyasal bir prosestir.
Dünya üzerinde çalışan binlerce gazlaştırma tesisinde daha çok kömür (tüm tesislerin yaklaşık üçte birinde) gazlaştırılmaktadır. Atıkların gazlaştırılması ise diğer atık bertaraf yöntemlerine göre çevre kirlenmesini en aza indirdiği için daha fazla tercih edilir olmaktadır.

Bu konuda tüm gelişmiş ülkelerle birlikte ülkemizde de etkin çalışmalar yapılmaktadır.

Yerüstü gazlaştırma tesislerinde kömürün gazlaştırılması bilinen hava gazı üretim yöntemidir. Kömürün madenden çıkarılmadan, kömür yataklarına dışarıdan hava veya oksijen enjekte edilerek yeraltında gazlaştırılmasıyla elde edilen gazın yerüstüne taşınması uygulamasına "UCG-Underground Coal Gasification" Yeraltında Kömürün Gazlaştırılması denilmektedir. Okyanusların altında ya da çok derinlerdeki kömür madenlerinin düşük kalorili kömürlerini çıkarmak çok pahalıdır ve bu kömürlerin yakılması halinde içerdiği yüksek kükürt ve kül oranları nedeniyle çevreye zararlıdır. Oysa bu kömürlerin yeraltında gazlaştırılmasıyla elde edilen karbonmonoksit ve hidrojen içeren yapay gaz, ısı ve elektrik üretiminde kullanıldığında düşük emisyonlar sayesinde çevreye verilen zararlar en aza indirilmektedir.

Kömürün yeraltında gazlaştırılmasıyla ilgili çalışmalar 1920’li yıllarda İngiltere’de başlamış, 1930’lu yıllarda Sovyetler Birliği’nde yaygınlaşmış ve 1970’lerden başlayarak İngiltere, İspanya gibi Avrupa devletlerinde ve ABD, Avustralya, Çin, Güney Afrika’da modern delme tekniklerinin desteğiyle kolaylıkla uygulanabilir düzeye ulaşmıştır. Ancak endüstriyel ölçekte uygulamaları ucuz petrol ve doğalgaz nedeniyle askıya alınmıştır. Petrol ve doğalgaz rezervlerinin azalmaya başlaması ve aşırı pahalı hale gelmesiyle 19 yüzyılda endüstri devriminin başlangıcında çok önemli katkısı olan kömür, 21. yüzyılda eski popülaritesine kavuşacak gibi görünmektedir. Çıkarılmasının ve taşınmasının pahalı olması ve yakılarak ısı ve elektrik üretilmesi halinde çevreye çok zarar vermesi nedeniyle kömürün yeraltında gazlaştırılması uygulanabilir hale gelmiştir.

Kömürün yer altında gazlaştırılmasının yaygınlaştırılmasıyla elde edilen çevresel kazanımlar,

1- Kömürü çıkarmanın ve taşınmasının yarattığı kirlilik, gazlaştırılması veya yakılması için kurulan yeryüzünde çok büyük tesisler ve sonunda kalan külün bertaraf edilmesi, enerji üretmek için yakılması halinde çevreye yayılan partiküller, kükürt bileşikleri bacadan atılan kirleticiler, baca gazının yıkayıcılardan geçirilmesi halinde önemli sorun olan alçı dağları gibi çevresel sorunlar ortadan kalkmaktadır.

2- Yeryüzüne kurulan tesislerden elde edilen sentetik gazdan daha az temizleme gerektiren bir yanıcı gaz (yapay gaz-syngas) elde edilmektedir.

3- Gaz türbinlerinde yakılması halinde daha yüksek kapasite ve verimliliklere ulaşabilmektedir.

4- Yeryüzünde gazlaştırıcı yapılması gereği ortadan kalkmaktadır.

5- Yapay gazın kullanımı ile ortaya çıkan CO2 gazının geri basılarak depolanabileceği doğal depo alanları ortaya çıkmaktadır. Bu sayede enerji üretiminde ortaya çıkan ve sera etkisine sebep olan fazla CO2 gazı ortadan kaldırılmış olmaktadır.

Örnek olarak, kömürün yeraltında gazlaştırılması ile 100 m x 600 m ölçülerinde bir alanda ve 10 m derinlikte bir sahadan (yıllık 1.000.000 ton kömür kapasitesi) günde 10.000 varil petrol karşılığı yapay gaz elde edilmekte ve bu gazın temizlenmesiyle tutulan ağır katrandan rafineri ürünü yakıt ve petrokimya ürünlerinin elde edilmesi mümkün olmaktadır. Ayrıca yapay gazın bileşimde bulunan H2 ayrıştırılarak gelecek günlerin en önemli yakıtını elde etmek mümkün olmaktadır.

Elektrik üretiminde UCG-CCGT (underground coal gasification-combined cyclegas turbine) yeraltında kömür gazlaştırılması gaz türbinli kogenerasyon proseslerinin birlikte kullanılmasıyla sera etkisine sebep olan klasik yöntemlere göre emisyon miktarı azalmaktadır.

Bu prosesten elde edilecek H2 gazının ayrıştırılması ve yakıt pilleri kullanılarak elektrik üretimi gelecek yazılarımızda ele alınacaktır.

Geniş kömür rezervlerine sahip olan ülkeler bugün petrol üretici ülkelerin elde ettiği ekonomik güce çok uzun yıllar sahip olacaklardır.

Kaynaklar:

www.em.csiro.au Haziran 2006

www.greencarcongress.com/2005 -Haziran 2006

www.coal.ucg.com Haziran 2006

www.eere.und.nodak.edu Haziran 2006 Tipik Yeraltı Kömür Gazlaştırma Yöntemi Uygulaması

http://www.coal-ucg.com/history2.html n

COŞKUN MANÇUHAN
coskun@gepenergy.com